Question

11．小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗 次數(shù)	物重 G/N	物體上升 的高度h/cm	測力計的 示數(shù)F/N	測力計移動 的距離s/cm
1	6	3	2.5	9
2	6	5	2.5	17
3	6	8	2.5	24

（1）分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問題：
①表中有一個數(shù)據(jù)的記錄是錯誤的，錯誤的數(shù)據(jù)是17，應(yīng)改為15；
②第3次實驗中滑輪組的機械效率是80%；
③由表格中的數(shù)據(jù)可知：滑輪組的機械效率與物體上升高度無關(guān)．
（2）小紅在小明實驗的基礎(chǔ)上多使用一個滑輪也做了實驗，如圖乙所示．
①小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變拉力方向；
②當這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率相同（選填“相同”或“不相同”）．

Answer 1

分析 （1）①由圖甲可知，通過動滑輪繩子的段數(shù)n=3，根據(jù)s=nh分析可知錯誤數(shù)據(jù)；
②由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$計算第3次實驗中滑輪組的機械效率；
③由η=$\frac{G}{nF}$分析三次實驗數(shù)據(jù)，可知三次機械效率相同，找到相同的量與不同量可得結(jié)論；
（2）①由圖乙知增加了一個定滑輪，根據(jù)定滑輪特點可知其目的；
②分析所做有用功和總功，根據(jù)機械效率公式分析可得．

解答 解：
（1）①由圖甲可知，通過動滑輪繩子的段數(shù)n=3，即s=3h，由表中數(shù)據(jù)可知，第2次實驗分析可知測力計移動的距離：s=3×5cm=15cm，所以錯誤的數(shù)據(jù)是17；
②由第3次實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率為：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.08m}{2.5N×0.24m}$×100%=80%；
③由η=$\frac{G}{nF}$使用同一滑輪組n值相同，由三次實驗數(shù)據(jù)，三次實驗的物重相同，測力計的示數(shù)相同，所以三次機械效率相同，但在三次實驗中物體上升高度不同，所以可知：同一滑輪組機械效率的高低與物體上升高度無關(guān)；
（2）①由圖乙知增加了一個定滑輪，根據(jù)定滑輪特點可知，這樣可以改變繩子自由端拉力的方向；
②這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功相同，額外功也一樣，因此總功相同，也就是機械效率不變．
故答案為：（1）①17；15；②80%；③物體上升高度；（2）①拉力方向；②相同．

點評 本題是滑輪組機械效率的實驗，考查了數(shù)據(jù)分析、機械效率的計算等．滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關(guān)．要提高機械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體重力．